Modellazione delle non linearità di materiale per le analisi statiche e dinamiche di strutture intelaiate esistenti in calcestruzzo armato

La ricerca svolta riguarda la modellazione delle non linearità di materiale per le analisi statiche e dinamiche di strutture esistenti intelaiate in calcestruzzo armato. Tali strutture, costruite in Italia tra gli anni ‘50 e ‘80 , ossia antecedentemente all’ introduzione della prima vera e propria normativa antisismica, presentano molteplici carenze tra cui: l’impiego di materiali scadenti, dettagli costruttivi scarsi o addirittura inesistenti, mancanza di staffe nei nodi trave colonna, plasticizzazione prematura dei pilastri rispetto alle travi e impiego di barre lisce. La ricerca si focalizza principalmente sull’ ultimo aspetto, ossia sulla descrizione della perdita di aderenza tra barre lisce e calcestruzzo mediante un legame di scorrimenti semplificato. Data la complessità del fenomeno, infatti, l’implementazione della perdita di aderenza nelle analisi numeriche è spesso onerosa dal punto di vista computazionale, consentendo di valutare la risposta strutturale solo su singoli elementi o sotto assemblaggi. Il legame semplificato descritto parte dall’ imposizione di una legge di spostamenti esponenziale lungo la barra, uncinata o libera ed è presentato sia livello monotonico che ciclico, configurandosi di fatto come un legame modificato dell’acciaio che tiene conto sia della deformazione elastica che degli scorrimenti lungo la barra. Partendo dalle evidenze sperimentali, infatti, per cui le inelasticità si concentrano prevalentemente alle estremità degli elementi delle strutture suddette, e che tali meccanismi siano configurabili come rotazioni rigide, si assume che lo scorrimento delle barre in prossimità dell'apertura della fessura sia proprio uguale all'apertura della fessura stessa: pertanto, tramite lo sviluppo delle equazioni di equilibrio e congruenza del legame, si giunge a una legge tensione scorrimenti della barra d'acciaio in prossimità dell'apertura della fessura. Il modello trova impiego negli elementi finiti a fibre, sia a plasticità diffusa che a plasticità concentrata, attraverso la conversione in una legge tensione deformazione (mediante la lunghezza del tratto plasticizzato). Vengono presentati i risultati delle analisi numeriche svolte per validare il legame descritto, evidenziando la necessità dell'implementazione del fenomeno e le differenze rispetto all’ adozione dell’ipotesi di perfetta aderenza. Vengono infine descritte le problematiche ancora aperte: l'influenza dell'accorciamento del calcestruzzo sulla lunghezza del tratto plasticizzato e la descrizione degli scorrimenti nel pannello nodale.